軌道交通作為人口密集城市解決交通擁堵問(wèn)題的重要交通方式，隨著城市規(guī)模的不斷擴(kuò)大，也隨之越來(lái)越多地被增設(shè)擴(kuò)建。這種運(yùn)量大、處于非地面空間的運(yùn)輸方式，對(duì)其運(yùn)營(yíng)調(diào)度、安全性能等有著更高的要求。本期案例分享中，我們講述滬敖工程師使用架站式地面三維激光掃描儀對(duì)已完成土建施工的地鐵車(chē)站進(jìn)行基礎(chǔ)數(shù)據(jù)測(cè)繪的應(yīng)用。
軌道交通作為人口密集城市解決交通擁堵問(wèn)題的重要交通方式，隨著城市規(guī)模的不斷擴(kuò)大，也隨之越來(lái)越多地被增設(shè)擴(kuò)建。這種運(yùn)量大、處于非地面空間的運(yùn)輸方式，對(duì)其運(yùn)營(yíng)調(diào)度、安全性能等有著更高的要求。本期案例分享中，我們講述滬敖工程師使用架站式地面三維激光掃描儀對(duì)已完成土建施工的地鐵車(chē)站進(jìn)行基礎(chǔ)數(shù)據(jù)測(cè)繪的應(yīng)用。
我們準(zhǔn)確的再現(xiàn)地鐵站的內(nèi)外部結(jié)構(gòu)。為地鐵站建筑結(jié)構(gòu)檢測(cè)、后續(xù)輔助安裝及工程監(jiān)理提供重要的三維模型。
項(xiàng)目總結(jié)
近年來(lái)隨著三維激光掃描技術(shù)的快速發(fā)展，給測(cè)量及數(shù)據(jù)采集工作提供了一個(gè)良好的技術(shù)途徑。三維掃描的重要意義在于，其能將實(shí)物的立體信息轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)能直接處理的數(shù)字信息，為實(shí)物數(shù)字化提供方便快捷的手段。
本案例中，我們?cè)诘罔F土建施工結(jié)束后 對(duì)車(chē)站整體進(jìn)行三維掃描測(cè)繪，后續(xù)用于與初始設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的比對(duì)來(lái)分析土建工程的施工質(zhì)量，形成最終成果，并為后續(xù)設(shè)備安裝、裝飾裝修等工程提供綜合分析和利用的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)。
傳統(tǒng)地鐵工程測(cè)繪通常會(huì)借助全站儀，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)采集離散點(diǎn)坐標(biāo)，借助作業(yè)草圖和現(xiàn)場(chǎng)拍攝照片內(nèi)業(yè)繪制成圖，其不便之處在于在工作時(shí)容易受其他工序并行施工的影響，有時(shí)難以滿足通視條件，加之測(cè)繪工期緊、任務(wù)重、現(xiàn)場(chǎng)測(cè)繪條件復(fù)雜，因此這樣外業(yè)工作量大、自動(dòng)化程度和測(cè)量效率較低、信息獲取有限、測(cè)量成果較為局部和片面等缺點(diǎn)，給外業(yè)工作帶來(lái)很大的困難。
而使用三維激光掃描儀用在地鐵站的測(cè)繪中，具有非接觸測(cè)量、高分辨率、高精度、高效率、數(shù)字化采集、信息豐富等特點(diǎn)，能夠快速、全面地獲取地鐵車(chē)站和區(qū)間的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)點(diǎn)云數(shù)據(jù)拼接、去噪、切片等預(yù)處理，可以生成更為全面、豐富和形象的測(cè)量成果，復(fù)驗(yàn)車(chē)站施工質(zhì)量（例如結(jié)構(gòu)和預(yù)留孔洞的施工質(zhì)量、車(chē)站凈空等) ，此外，還可以根據(jù)點(diǎn)云逆向建立車(chē)站的 bim 模型，還原車(chē)站各類(lèi)結(jié)構(gòu)的真實(shí)尺寸與凈空，為后續(xù)大型設(shè)備安裝模擬、管線空間復(fù)核或調(diào)整裝飾裝修方案提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
相比傳統(tǒng)的測(cè)量，三維掃描測(cè)量獲取的點(diǎn)云數(shù)據(jù)更加全面，可以一次測(cè)量多次利用，可同時(shí)基于點(diǎn)云計(jì)算獲得車(chē)站的結(jié)構(gòu)偏差、孔洞偏差、凈空等信息，提供更加全面、直觀的測(cè)量成果，建立永久的車(chē)站三維數(shù)據(jù)檔案。并可根據(jù)點(diǎn)云數(shù)據(jù)提高原始車(chē)站bim 模型的正確性，為車(chē)站后期設(shè)備安裝、裝飾裝修、運(yùn)營(yíng)維護(hù)和信息管理提供完整而準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。
我們大致就其中的可應(yīng)用方向做一個(gè)簡(jiǎn)單的、不全面的闡述:
1、提高原始bim模型的正確性
項(xiàng)目各參與方在項(xiàng)目實(shí)施的各階段都會(huì)建立bim 模型，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)各參與方項(xiàng)目信息的互通。
但是由于施工中會(huì)存在誤差，在設(shè)計(jì)施工階段建立的 bim 模型常常會(huì)與最后竣工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況不一致。而這種不一 致的情況可能為項(xiàng)目后期裝修、運(yùn)維等階段帶來(lái)困難。
我們可通過(guò)三維掃描后獲得的點(diǎn)云模型，能有效地獲取工程現(xiàn)場(chǎng)真實(shí)有效尺寸信息，從而可以實(shí)現(xiàn)模型與工程現(xiàn)狀的連接。
驗(yàn)證 bim 模型與現(xiàn)場(chǎng)施工結(jié)構(gòu)的相符程度，之后通過(guò)模型對(duì)比后修改bim模型，從而提高準(zhǔn)確性，減少由于模型不符合工程實(shí)際而帶來(lái)的錯(cuò)誤，從而更好的保證城市軌道交通工程建設(shè)的質(zhì)量。
2、對(duì)已完成項(xiàng)目進(jìn)行檢測(cè)分析
2.1 尺寸分析
例如站點(diǎn)的平整度分析，我們通過(guò)軟件對(duì)點(diǎn)云模型的平整度進(jìn)行分析，可以以色階的方式直觀地顯示出每個(gè)部分的平整情況，可以查看墻面的平整度情況，也可以生成檢測(cè)報(bào)告。通過(guò)平整度分析，對(duì)地鐵車(chē)站墻面、柱面、頂板、地等平面的平整情況進(jìn)行歸納，控制質(zhì)量，并針對(duì)具體的質(zhì)量問(wèn)題進(jìn)行修整。
又例如凈空分析，我們通過(guò)在每層用平面截取的方式截取該平面的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，并與設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，又或者通過(guò)截取車(chē)站特征位置處的立面點(diǎn)云數(shù)據(jù)，并與設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，進(jìn)行頂板、底板標(biāo)等標(biāo)高分析。
2.2 偏差分析
例如在地鐵站結(jié)構(gòu)偏差分析中，三維掃描數(shù)據(jù)可以直觀顯示車(chē)站實(shí)際結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)模型間的三維偏差，計(jì)算點(diǎn)云偏離bim模型的變化量，以顏色色譜圖來(lái)形象化顯示偏差結(jié)果。
此外，還可以應(yīng)用于地鐵站的孔洞偏差分析，例如樓梯孔、扶梯孔、給排水等預(yù)留孔洞的尺寸與位置偏差，從而為后期設(shè)備和管線安裝提供數(shù)據(jù)指導(dǎo)。
3、為后續(xù)的裝飾裝修提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)
在地鐵車(chē)站施工中，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際結(jié)構(gòu)與原始設(shè)計(jì)的誤差，對(duì)后續(xù)裝飾裝修階段和設(shè)備安裝階段的工作有重大的負(fù)面影響。
我們利用三維點(diǎn)云掃描技術(shù)來(lái)獲取施工結(jié)構(gòu)數(shù)字化模型，進(jìn)行點(diǎn)云模型和 bim 模型分析對(duì)比，從而方便的找到 bim 模型中不符合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際的部位并修正，保證模型正確性了，為后續(xù)的裝飾裝修、設(shè)備安全工作提供了精準(zhǔn)的數(shù)字化基礎(chǔ)模型，提高了施工效率，增加經(jīng)濟(jì)效益。
4、生成斷面圖、剖面圖
在生成的三維模型中，通過(guò)對(duì)隨意部位進(jìn)行剖切，可以得到該部位的剖面圖和斷面圖。對(duì)剖面圖和斷面圖的分析可便于相關(guān)工作人員驗(yàn)證結(jié)構(gòu)尺寸，同時(shí)便于出具對(duì)應(yīng)的竣工圖紙。